1. Calcular la entalpía estándar de formación del óxido de zinc a partir de los datos siguientes: a) H2 SO 4 (aq) + Zn (s) —> ZnSO 4 (aq) + H 2 (g) ; /\ H = - 80,1 Kcal b)2 H2 (g) + O 2 (g) –> 2 H 2 O (l ) ; /\ H = -136,6 Kcal c) H2 SO 4 (aq) + ZnO (s) —> ZnSO 4 (aq) + H 2 O (l ) ; /\ H = - 50,52 Kcal
RESOLUCIÓN La reacción de formación del óxido de zinc es: Zn(s) + 1/2 O 2 (g) ----–> ZnO (s) . Y esta reacción se obtiene a partir de las reacciones anteriores combinándolas de forma que se anulen los compuestos que no entran a formar parte de la reacción pedida. Se combinan de la forma siguiente: - c ) ZnSO4 (aq) + H 2 O (l ) ------> H 2 SO 4 (aq) + ZnO (s) ; /\ H = + 50,52 Kcal a ) H 2 SO 4 (aq) + Zn (s) ----—> ZnSO 4 (aq) + H 2 (g) ; /\ H = - 80,1 Kcal 1/2 b) H2 (g) + 1/2 O 2 (g) --------–> H 2 O (l ) ; /\ H = - 68,3 Kcal
Zn(s) + 1/2 O 2 (g) ----–> ZnO (s) /\ H = - 97,88 Kcal 2. Calcular el calor de combustión del butano sabiendo que los calores de formación de dióxido de carbono,agua líquida y butano son, respectivamente, -393,0; -242,0 y -125,0 Kj/mol RESOLUCIÓNLa reacción que hemos de obtener: la combustión del butano es la siguiente:C4 H 10 (g) + 13/2 O 2 (g) —> 4 CO 2 (g) + 5 H 2 O (l)mientras que las reacciones de formación que nos dan son las siguientes:a) C (s) + O 2 (g) ----> CO 2 (g) ; /\ H = - 393,0 Kjb) H 2 (g) + 1/2 O 2 (g) ----> H 2 O (l) ; /\ H = - 242,0 Kjc) 4 C (s) + 5 H 2 (g) -----> C 4 H 10 (g) ; /\ H = -125,0 KjCombinando estas tres reacciones debemos obtener la primera, lo cual se consigue sumándolas de la formasiguiente:4.a ) 4 C (s) + 4 O 2 (g) ----> 4 CO 2 (g) ; /\ H = - 1572,0 Kj5.b) 5 H 2 (g) + 5/2 O 2 (g) ----> 5 H 2 O (l) ; /\ H = - 1210,0 Kj- c) C 4 H 10 (g) -----> 4 C (s) + 5 H 2 (g) ; /\ H = + 125,0 Kj
__ C4 H 10 (g) + 13/2 O 2 (g) —> 4 CO 2 (g) + 5 H 2 O (l) ; /\ H = - 2657,0 Kj que es la reacción de combustión del butano y por tanto, esta entalpía así obtenida es la entalpía de combustión
del butano
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EJERCICIOS RESUELTOS
1.
Calcular la entalpía estándar de formación del óxido de zinc a partir de los datos siguientes:
a) H2 SO 4 (aq) + Zn (s) —> ZnSO 4 (aq) + H 2 (g) ; /\ H = - 80,1 Kcal
b)2 H2 (g) + O 2 (g) –> 2 H 2 O (l ) ; /\ H = -136,6 Kcal
c) H2 SO 4 (aq) + ZnO (s) —> ZnSO 4 (aq) + H 2 O (l ) ; /\ H = - 50,52 Kcal
RESOLUCIÓN
La reacción de formación del óxido de zinc es:
Zn(s) + 1/2 O 2 (g) ----–> ZnO (s) . Y esta reacción se obtiene a partir de las reacciones anteriores combinándolas de forma que se anulen los compuestos que no entran a formar parte de la reacción pedida. Se combinan de la forma siguiente:
- c ) ZnSO4 (aq) + H 2 O (l ) ------> H 2 SO 4 (aq) + ZnO (s) ; /\ H = + 50,52 Kcal
a ) H 2 SO 4 (aq) + Zn (s) ----—> ZnSO 4 (aq) + H 2 (g) ; /\ H = - 80,1 Kcal
1/2 b) H2 (g) + 1/2 O 2 (g) --------–> H 2 O (l ) ; /\ H = - 68,3 Kcal
Zn(s) + 1/2 O 2 (g) ----–> ZnO (s) /\ H = - 97,88 Kcal
2.
Calcular el calor de combustión del butano sabiendo que los calores de formación de dióxido de carbono,agua líquida y butano son, respectivamente, -393,0; -242,0 y -125,0 Kj/mol
RESOLUCIÓNLa reacción que hemos de obtener: la combustión del butano es la siguiente:C4 H 10 (g) + 13/2 O 2 (g) —> 4 CO 2 (g) + 5 H 2 O (l)mientras que las reacciones de formación que nos dan son las siguientes:a) C (s) + O 2 (g) ----> CO 2 (g) ; /\ H = - 393,0 Kjb) H 2 (g) + 1/2 O 2 (g) ----> H 2 O (l) ; /\ H = - 242,0 Kjc) 4 C (s) + 5 H 2 (g) -----> C 4 H 10 (g) ; /\ H = -125,0 KjCombinando estas tres reacciones debemos obtener la primera, lo cual se consigue sumándolas de la formasiguiente:4.a ) 4 C (s) + 4 O 2 (g) ----> 4 CO 2 (g) ; /\ H = - 1572,0 Kj5.b) 5 H 2 (g) + 5/2 O 2 (g) ----> 5 H 2 O (l) ; /\ H = - 1210,0 Kj- c) C 4 H 10 (g) -----> 4 C (s) + 5 H 2 (g) ; /\ H = + 125,0 Kj
__
C4 H 10 (g) + 13/2 O 2 (g) —> 4 CO 2 (g) + 5 H 2 O (l) ; /\ H = - 2657,0 Kj
que es la reacción de combustión del butano y por tanto, esta entalpía así obtenida es la entalpía de combustión
del butano